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(共29张PPT)
模块五 电学部分
焦耳定律
模块五 电学部分
教材链接
人教:九全第十八章P99-P103　
教科:九上第六章P94-P97
数据聚焦 考点梳理
1
焦耳定律
焦耳定律
概念
影响因素
概念
基本公式
电热的利用和防止
电热和电功的关系
电流的热效应
电流的热效应
考点 1
1.概念:电流通过导体时将　　　　转化为　　　　的现象叫做电流的热效应。
2.影响因素:(1)在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越　　　　。
(2)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越　　　　,这个电阻产生的热量越多。
电能
内能
多
大
焦耳定律
考点 2
1.概念:电流通过导体产生的热量跟　　　　　　　成正比,跟
　　　　　　　成正比,跟　　　　成正比。
2.基本公式:Q=I2Rt(普遍适用)。导出公式:Q=W=Pt=UIt=t=I2Rt(纯电阻适用)。
3.电热的利用和防止
(1)电热的利用——电热器
(2)电热的防止
电流的平方
导体的电阻
通电时间
4.电热和电功的关系
(1)纯电阻电路中,电流做的功全部转化为内能,公式Q=W=Pt=UIt=I2Rt=t都适用。例如,电热水器、电炉等。
(2)非纯电阻电路中,电流做的功大于电热,电能一部分转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能,此时W>Q。在非纯电阻电路中,计算电功只能用W=UIt,计算电热只能用Q=I2Rt。
易错速判
1.测小灯泡电功率不能求平均值,但测小灯泡电阻值时应多次测量求平均值,减小误差。 (　　)
2.额定功率大的灯泡不一定更亮。 (　　)
3.电饭煲的电热丝最好选用超导材料。 (　　)
4.两根电热丝接入同一电路,电阻值大的相同时间产生的热量多。 (　　)
5.电流通过某一导体产生的电热与流经这一导体的电流的平方成正比。 (　　)
6.焦耳定律可以直接通过实验验证。 (　　)
×
×
√
√
×
√
数据剖析 题型突破
2
题型 一 电流的热效应
题型 二 焦耳定律的基本计算
题型 一 电流的热效应
方法总结
在研究电热影响因素的实验中,还可以通过观察玻璃管中煤油上升的高度、玻璃管口气球体积膨胀程度、电热丝点燃火柴时间的长短来判断电热的多少。
1
2
1.(2022·北京)(多选)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是(　　)
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
BC
1
2
2.(2022·深圳)(多选)某爱心团队去养老院送电暖器,电暖器有低、中、高三挡,已知R1=55 Ω,R2=44 Ω,以下说法正确的是(　　)
A.使用“低温挡”只需要闭合S2
B.使用“高温挡”要闭合S1、S2
C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4
D.中温挡正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104 J
BD
题型 二 焦耳定律的基本计算
方法总结
在纯电阻电路中,热量可以使用Q=W=Pt=UIt==I2Rt计算;在非纯电阻电路中,热量只能用Q=I2Rt计算。
3.(2022·安徽)如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻R1=10 Ω、R2=20 Ω。闭合开关S,则通电100 s,电阻R1产生的热量为　　　J。
10
3
4
5
4.(2022·永州)小华家有一个额定电压为220 V、额定电流为5 A的电热水壶,该电热水壶正常工作42 s产生的热量为　　　　 J,这些热量的80%被质量为1 kg的水吸收,水升高的温度为　　　　 ℃,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
46 200
8.8
3
4
5
5.(2022·黔东南州)某款无接触式的热风干手器,手伸向出风口时可吹出温度为35~45 ℃的热风,内部电路由控制电路和工作电路两部分构成,简化电路如图所示,控制电路中R为光敏电阻。闭合开关S,当手伸向出风口时,R的阻值会　　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44 Ω,在额定电压下,烘干一次手用时10 s,则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为
　　　　 J,这些热量能使　　　　 kg(结果保留两位小数)的水温度升高5 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
减小
1.1×104
0.52
3
4
5
数据透视 实验剖析
3
实验 25 探究影响电流热效应的因素
实验 25 探究影响电流热效应的因素
实验梳理
实验探究 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
实验装置
实验方法 　　　　法、　　　　法 实验操作 将两容器中的电阻丝(两电阻丝的阻值不同)串联起来接到电源两端,通电一段时间后,观察左、右两边U形管中液面的高度 按实验装置连接电路,在通电时间相同的情况下,观察左、右两边U形管中液面的高度
转换
控制变量
实验梳理
实验分析 (1)通过比较U形管液面高度差判断电阻产生热量的多少 (2)选择加热物质的要求:物质种类相同、质量相同、初温相同 电阻串联的目的是控制________和________相同 先将等大的电阻串联,再将第三个电阻与其中一个并联,目的是改变通过电流的大小 评估与改进 (1)被加热的物质选用空气的好处:空气的比热容小,效果明显且安全方便 (2)若该实验用温度计和液体来做实验,应选煤油,因为煤油的________较小;两烧瓶中煤油的________要相同;通过观察温度计的________来判断电热的多少 实验结论 在电流、通电时间相同的情况下,电阻越________,产生的热量越多 在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越________,产生的热量越多
续表
电流
通电时间
比热容
质量
大
示数变化
大
实验梳
典型示例
1.(2022·宜昌)小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中,在两个透明容器中密封等量的空气,各放置一段电阻丝,并连接一个装水的U形管,通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好,电源电压为6 V。
1
2
实验梳
(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时,　　　　,电阻产生的热量越多”的结论。
(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是(　　)
A.正常工作时,“36 V　54 W”的灯泡比“12 V　6 W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
C
电流越大
1
2
实验梳
(3)为了验证猜想,小芳选用了5 Ω和100 Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整。闭合开关,她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显,原因是______________________________________
请你提出改进办法:___________________________________________
__________________。
将100 Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝
电路中电流太小(或者电阻太大或者电压太低)　
(或增大电源电压)
1
2
实验梳
2.(2022·原创)小明探究“电流通过导体产生的热量与电流、电阻的关系”。实验装置如图甲所示,相同烧瓶内装满了煤油。电阻为R1的电热丝1条,电阻为R2的电热丝2条,且R1=2R2。
(1)烧瓶中装入的煤油是　　　　(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)图甲探究的是电流通过导体产生的热量与　　　　的关系。
绝缘体
电阻
1
2
实验梳
(3)闭合开关,通电一段时间后,甲烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明:在通电时间和电流相同的情况下,　　　　　　　,这个电阻产生的热量越多。
(4)为了完成探究目标,他按图乙所示的电路图(R0是添加的电阻)组装实验装置,操作正确。甲瓶外并联一个电阻R0的目的是
　　　　　　　　　　　　　　　　。通电一段时间后,发现乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明:在通电时间和电阻相同情况下,　　　　　　　　　　　　　,这个电阻产生的热量越多。
(5)通过探究,我们知道了,电炉丝热得发红,而与它相连的导线却几乎不热的原因,是由于　　　　　　　　　　　　　　　　　。
电阻越大
使通过两条电阻丝的电流不相等
通过电阻的电流越大
电炉丝的电阻远大于导线的电阻
1
2
（2013~2022）
数据链接 真题试做
4
命题点 1 电流的热效应
命题点 2 探究影响电流热效应的因素
(10年2考,一般在理化综合选择题中考查)
1.(2011·河北,17)假设导体没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是(　　)
A.白炽灯仍然能发光
B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭
D.电熨斗仍然能熨衣服
1
2
3
命题点 1 电流的热效应
B
2.(2021·河北,12)利用如图所示的器材不能完成的实验是(　　)
命题点 2 探究影响电流热效应的因素
（10年2考）
D
A.甲:探究水的组成
B.乙:验证燃烧需要氧气
C.丙:检验物体是否带电
D.丁:探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系
1
2
3
3.(2018·河北,34)用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,相同烧瓶内装满了煤油。
(1)烧瓶中装入的煤油是　　　　(选填“导体”或“绝缘体”)。
绝缘体
1
2
3
(2)请根据实物电路,在虚线框图2内画出对应的电路图。
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应　　　　,通过R1的电流　　　　通过R2的电流。
相等
小于
1
2
3
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)小红用如图3所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象,根据焦耳定律可知,图4中能正确反映h-I关系的是　　　　。
在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,导体产生的热量越多
A
1
2
3
【拓展】用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗 请用实例说明原因:
答：不能。因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能
1
2
3

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